一种基于太阳能供电的电缆防外破预警装置

技术领域

本发明涉及电力工程技术领域，特别涉及一种基于太阳能供电的电缆防外破预警装置。

背景技术

随着现代化建设的发展，架空线路逐渐转为地埋电缆线路，一般的地埋电缆线路分为地下直埋电缆和在管、沟内敷设电缆。由于施工或认为破坏，即使电缆表层损坏，水分可以通过损坏的绝缘护套和松动的接头进入电缆，会在屏蔽层内冷凝并流动，有害物质可能由此进入电缆并导致电缆性能变坏和数据传输能力下降，埋地电缆可能因潮湿遭受土壤中各种化学物质的侵蚀。

申请号为CN202010851503.5的发明公开了一种地埋电缆防外破监控预警装置、系统、方法，该装置包括监控箱和安装固定架，所述的监控箱设置在安装固定架的顶端；所述监控箱内设置有红外线传感器模块、金属传感器模块、控制模块和无线通信模块；红外线传感器模块、金属传感器模块分别与控制模块连接。

上述发明在使用时，通过监控和传感器监控附近的车辆信息，从而将车辆靠近信息通知后台，车辆有一定概率为社会车辆，容易造成信息多发，误发的情况，较为不便，并且上述装置安装在地面上，对地面的部署造成一定的影响，装置安装处无法用于别的使用用途；本发明针对上述缺陷进行设计，本装置在使用时，在电缆的上方间隔一定距离安装一个装置，装置安装在地面下，电缆上方，只露出最上面的一部分与地面持平，具有较强的隐蔽性，不会妨碍路面的部署；本发明在使用时，可以感知各个方向的压力变化，从而判断附近的土壤压力变化，从而计算出附近的施工点，进行报警，并且上传信息到后台，实现了报警的精准性，防止误报；本装置还采用了太阳能充电的方式供电，更加节能。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供了一种基于太阳能供电的电缆防外破预警装置，本装置在使用时，在电缆的上方间隔一定距离安装一个装置，装置安装在地面下，电缆上方，只露出最上面的一部分与地面持平，具有较强的隐蔽性，不会妨碍路面的部署；本发明在使用时，可以感知各个方向的压力变化，从而判断附近的土壤压力变化，从而计算出附近的施工点，进行报警，并且上传信息到后台，实现了报警的精准性，防止误报；本装置还采用了太阳能充电的方式供电，更加节能。

本发明所使用的技术方案是：一种基于太阳能供电的电缆防外破预警装置，包括预警机构、动力机构、指示机构、信号接收组件、光能供电组件；所述的预警机构固定安装在下外壳的左右两侧，动力机构安装在下外壳内部，指示机构安装在上外壳内部，信号接收组件安装在下外壳下边的八角外壳内，光能供电组件固定安装在下外壳的前后两侧；所述的预警机构包括：下外壳、升降管道、升降杆、蜂鸣器、盖板、拉伸弹簧、钢丝绳、下滑轮、上滑轮；升降管道固定安装在下外壳侧面的开口处，升降管道的上端与地面持平，升降杆滑动安装在升降管道内，升降杆上端固定安装有蜂鸣器，蜂鸣器上固定安装有盖板；拉伸弹簧安装在升降管道内部，拉伸弹簧的上端与升降杆固定连接，拉伸弹簧的下端与升降管道内壁固定连接，钢丝绳缠绕在下滑轮和上滑轮上，下滑轮与上滑轮转动安装在升降管道内壁的轴上，钢丝绳的一端与升降杆下端处固定连接。

优选的，所述的动力机构包括：绕线轮、从动齿轮、步进电机Ⅰ、侧板、棘爪、压缩弹簧Ⅰ、电缸、棘轮；下外壳的轴转动安装在下外壳的内壁圆孔内，从动齿轮固定安装在绕线轮的轴上，从动齿轮与步进电机Ⅰ的电机齿轮相啮合，步进电机Ⅰ固定安装在下外壳的底面；侧板固定安装在下外壳的内壁上，棘爪滑动安装在侧板上的滑槽内，棘爪的下端与棘轮相啮合，棘轮固定安装在绕线轮的轴上；压缩弹簧Ⅰ安装在侧板的滑槽内，压缩弹簧Ⅰ的下端与棘爪的上端接触；电缸的缸体固定安装在哎侧板上，电缸的活塞杆与棘爪侧面的凸起固定连接。

优选的，所述的指示机构包括：上外壳、横梁支架、指针、蜗轮、蜗杆、步进电机Ⅱ、指示盘、直角支架；上外壳的下端与下外壳的上端固定连接，横梁支架固定安装在上外壳的内壁上，指针的转轴转动安装在横梁支架上的圆孔内，蜗轮固定安装在指针的转轴上，蜗轮与蜗杆相啮合，蜗杆转动安装在直角支架上，直角支架固定焊接在上外壳的内壁上，蜗杆的一端与步进电机Ⅱ的电机轴固定连接，步进电机Ⅱ固定安装在直角支架上；指示盘固定安装在上外壳的上面。

优选的，所述的信号接收组件包括：八角外壳、压板、压缩弹簧Ⅱ、压力传感器、中心块、震动传感器、底板；八角外壳固定安装在下外壳的下面，压板滑动安装在八角外壳上的方孔内，同时压板上的圆杆与中心块上的圆孔滑动连接，压板的外侧端与地里的土壤接触，中心块固定安装在八角外壳的中心处，压缩弹簧Ⅱ安装在压板上的圆杆上；压力传感器固定安装在中心块的侧面，压力传感器的一端与压板内侧面相接触；震动传感器固定安装在中心块的中间，底板固定安装在八角外壳的下面。

优选的，所述的光能供电机构包括：线路管道、太阳能板、导线；线路管道固定安装在下外壳的侧面，太阳能板固定安装在线路管道的上端，太阳能板与地面持平，导线接在太阳能板的下端，与内部设有的电路连接。

优选的，所述的钢丝绳穿过下外壳两侧的进口，并且穿过进口处的圆孔内，对称的缠绕在绕线轮上两边的缠绕槽内。

优选的，所述的蜂鸣器安装在一端的升降杆上，另一端的升降杆上，与蜂鸣器同样的位置处，安装的为灯光报警器。

优选的，所述的指示盘采用玻璃钢制成。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

(1)本装置在使用时，在电缆的上方间隔一定距离安装一个装置，装置安装在地面下，电缆上方，只露出最上面的一部分与地面持平，具有较强的隐蔽性，不会妨碍路面的部署。

(2)本发明在使用时，可以感知各个方向的压力变化，从而判断附近的土壤压力变化，从而计算出附近的施工点，进行报警，并且上传信息到后台，实现了报警的精准性，防止误报。

(3)本装置还采用了太阳能充电的方式供电，更加节能。

附图说明

图1为本发明的整体结构的等轴侧视图。

图2为本发明的整体结构的报警状态正视图。

图3为本发明的整体结构的俯视图。

图4为本发明的预警机构的第一视角视图。

图5为本发明的预警机构的第二视角视图。

图6为本发明的动力机构的结构示意图。

图7为本发明的动力机构的剖面视图。

图8为本发明的指示机构的剖面视图。

图9为本发明的信号接收组件的结构示意图。

图10为本发明的光能供电组件的剖面视图。

附图标号：1、下外壳；2、升降管道；3、升降杆；4、蜂鸣器；5、盖板；6、拉伸弹簧；7、钢丝绳；8、下滑轮；9、上滑轮；10、绕线轮；11、从动齿轮；12、步进电机Ⅰ；13、侧板；14、棘爪；15、压缩弹簧Ⅰ；16、电缸；17、棘轮；18、上外壳；19、横梁支架；20、指针；21、蜗轮；22、蜗杆；23、步进电机Ⅱ；24、指示盘；25、直角支架；26、八角外壳；27、压板；28、压缩弹簧Ⅱ；29、压力传感器；30、中心块；31、震动传感器；32、底板；33、线路管道；34、太阳能板；35、导线。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明专利。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明专利的简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明专利的限制。此外，文中为了便于说明可以使用空间相对术语，例如，“下面”、“以下”、“下方”、“以上”、“上方”等，以描述一个元件或特征相对于其他元件或特征的如图所示的关系。空间相对术语意在包含除了附图所示的取向之外的处于使用或操作中的器件的不同取向。装置可以具有其他取向(旋转90度或者处于其他取向上)，并且文中使用的空间相对描述词可以同样被相应地解释。

实施例如图1-图10所示，一种基于太阳能供电的电缆防外破预警装置，包括预警机构、动力机构、指示机构、信号接收组件、光能供电组件；预警机构固定安装在下外壳1的左右两侧，动力机构安装在下外壳1内部，指示机构安装在上外壳18内部，信号接收组件安装在下外壳1下边的八角外壳26内，光能供电组件固定安装在下外壳1的前后两侧；

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图4、图5所示，预警机构包括：下外壳1、升降管道2、升降杆3、蜂鸣器4、盖板5、拉伸弹簧6、钢丝绳7、下滑轮8、上滑轮9；升降管道2固定安装在下外壳1侧面的开口处，升降管道2的上端与地面持平，升降杆3滑动安装在升降管道2内，升降杆3上端固定安装有蜂鸣器4，蜂鸣器4用于发出声音提醒周边的施工人员此处有电缆，蜂鸣器4上固定安装有盖板5；拉伸弹簧6安装在升降管道2内部，拉伸弹簧6的上端与升降杆3固定连接，拉伸弹簧6的下端与升降管道2内壁固定连接，拉伸弹簧6的作用是使升降杆3复位，钢丝绳7缠绕在下滑轮8和上滑轮9上，下滑轮8与上滑轮9转动安装在升降管道2内壁的轴上，下滑轮8与上滑轮9的作用是改变钢丝绳7上力的方向，钢丝绳7的一端与升降杆3下端处固定连接。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图6、图7所示，动力机构包括：绕线轮10、从动齿轮11、步进电机Ⅰ12、侧板13、棘爪14、压缩弹簧Ⅰ15、电缸16、棘轮17；下外壳1的轴转动安装在下外壳1的内壁圆孔内，从动齿轮11固定安装在绕线轮10的轴上，从动齿轮11与步进电机Ⅰ12的电机齿轮相啮合，步进电机Ⅰ12固定安装在下外壳1的底面；侧板13固定安装在下外壳1的内壁上，棘爪14滑动安装在侧板13上的滑槽内，棘爪14的下端与棘轮17相啮合，棘爪14的作用是使棘轮17单向转动，防止绕线轮10反向转动，棘轮17固定安装在绕线轮10的轴上；压缩弹簧Ⅰ15安装在侧板13的滑槽内，压缩弹簧Ⅰ15的下端与棘爪14的上端接触；电缸16的缸体固定安装在哎侧板13上，电缸16的活塞杆与棘爪14侧面的凸起固定连接。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图8所示，指示机构包括：上外壳18、横梁支架19、指针20、蜗轮21、蜗杆22、步进电机Ⅱ23、指示盘24、直角支架25；上外壳18的下端与下外壳1的上端固定连接，横梁支架19固定安装在上外壳18的内壁上，指针20的转轴转动安装在横梁支架19上的圆孔内，蜗轮21固定安装在指针20的转轴上，蜗轮21与蜗杆22相啮合，蜗杆22转动安装在直角支架25上，直角支架25固定焊接在上外壳18的内壁上，蜗杆22的一端与步进电机Ⅱ23的电机轴固定连接，步进电机Ⅱ23固定安装在直角支架25上；指示盘24固定安装在上外壳18的上面。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图9所示，信号接收组件包括：八角外壳26、压板27、压缩弹簧Ⅱ28、压力传感器29、中心块30、震动传感器31、底板32；八角外壳26固定安装在下外壳1的下面，压板27滑动安装在八角外壳26上的方孔内，同时压板27上的圆杆与中心块30上的圆孔滑动连接，压板27的外侧端与地里的土壤接触，土壤在被挤压时会带动压板27滑动，从而感知土壤中的压力变化，中心块30固定安装在八角外壳26的中心处，压缩弹簧Ⅱ28安装在压板27上的圆杆上；压力传感器29固定安装在中心块30的侧面，压力传感器29的一端与压板27内侧面相接触；震动传感器31固定安装在中心块30的中间，底板32固定安装在八角外壳26的下面。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图10所示，光能供电机构包括：线路管道33、太阳能板34、导线35；线路管道33固定安装在下外壳1的侧面，太阳能板34固定安装在线路管道33的上端，太阳能板34与地面持平，从而可以接收阳光的照射，导线35接在太阳能板34的下端，与内部设有的电路连接，从而提供电能。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图6所示，钢丝绳7穿过下外壳1两侧的进口，并且穿过进口处的圆孔内，对称的缠绕在绕线轮10上两边的缠绕槽内。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图2所示，蜂鸣器4安装在一端的升降杆3上，另一端的升降杆3上，与蜂鸣器4同样的位置处，安装的为灯光报警器。

本发明实施例的一个可选实施方式中，如图8所示，指示盘24采用玻璃钢制成，具有透明可视的性质，从而方便外部观看内部的指针20的指向。

工作原理：本发明在使用时，在电缆的上方间隔一定距离安装一个装置，装置安装在地面下，电缆上方，只露出最上面的一部分与地面持平，具有较强的隐蔽性，不会妨碍路面的部署；本发明在使用时，可以感知各个方向的压力变化，从而判断附近的土壤压力变化，从而计算出附近的施工点，进行报警，并且上传信息到后台；本装置还采用了太阳能充电的方式供电，更加节能。

具体的，当电缆上方有施工队在施工时，不知道此处有电缆，在施工挖土的时候，会挤压土壤，土壤又会挤压压板27，装置上的多个压板27会有不同程度的挤压，从而产生不同的挤压信号，通过计算判断出挤压变化最大的方向，从而引导指针20指向这个方向，具体的，电信号使步进电机Ⅱ23启动，带动蜗杆22转动，从而带动蜗轮21转动，蜗轮21带动指针20转动，转动的角度有电信号计算自动得出，从而使指针20指向挤压最大的方向，即施工的方向。

同时，装置会向地面发出警报，从而提醒附近施工的人员，具体的，步进电机Ⅰ12启动，带动从动齿轮11转动，从而带动绕线轮10转动，从而使钢丝绳7缠绕在绕线轮10上，在升降管道2内，钢丝绳7相当于向下外壳1内拉动，通过下滑轮8与上滑轮9带动升降杆3向上滑动，从而使蜂鸣器4升向地面，进行报警。

当事故解决后，设备进行复位，电缸16启动，带动棘爪14向上滑动，从而使棘爪14与棘轮17脱离连接，步进电机Ⅰ12启动，反向转动，使钢丝绳7松开在绕线轮10上的缠绕，同时，升降管道2内的钢丝绳7松弛，通过拉伸弹簧6的作用带动升降杆3下降复位。